Manual del estudiante: Sistema, Datos, IA

Analítica de Datos con Inteligencia Artificial, Universidad de La Sabana. Examen final de 24 horas.

Este manual te explica el camino completo, con los clics exactos. Léelo una vez entero antes de empezar. Te toma 20 minutos. Después úsalo como mapa: cada pilar tiene su sección, su lista de "terminado" y su "si te atascas".

En una página

Vas a hacer tres cosas, en este orden, y cada una alimenta a la siguiente.

Tres reglas que no cambian:

1. El orden es obligatorio. Primero entiendes y dibujas el modelo. Después los datos. Al final la IA. Sin la foto del dibujo no se califica el Pilar 2.
2. Solo necesitas Python en tu computador, como en clase. El script de ingesta instala DuckDB por sí solo. Todo lo demás pasa en el navegador: tu modelo, el dashboard y la plantilla del empleado IA son páginas web.
3. La entrega es única y un zip incompleto a tiempo vale. Entrega única: sábado 14 de noviembre, 7:00 pm. Se califica lo que llegue antes de esa hora, aunque esté incompleto.

Cada pilar vale un tercio de la nota. La nota final es el promedio de los tres pilares. Dentro de cada pilar, cada ítem se califica como sí o no.

Qué recibes y qué significa

Tu carpeta se llama con tu código, por ejemplo E042. Dentro vienen:

El kit común (lo descargas del enlace del correo) trae el dashboard, la plantilla del empleado IA, la guía permanente, la tarjeta AIR 2024 y un ejemplo resuelto completo del código E003. Mira el ejemplo cuando dudes de la forma de un entregable. No lo copies: tu modelo, tu territorio y tus números son otros.

Pilar 1. El modelo (un tercio de la nota)

Qué es un modelo de nodos y arcos

Un nodo es algo que puedes medir: personas infectadas, camas ocupadas, confianza del público. Hay dos tipos. Las cajas son stocks: se acumulan, como el agua en un tanque. Los círculos son flujos y convertidores: calculan cuánto cambia algo por día.

Un arco es una flecha con signo. El signo dice la dirección del efecto:

• + : si el nodo de origen sube, el de destino sube. Más infectados, más contagios.
• − : si el origen sube, el destino baja. Más recuperados, menos susceptibles.

Un ciclo es un camino de flechas que vuelve al nodo donde empezó. Cuenta los signos menos del camino: si son cero o un número par, el ciclo refuerza (R, crece solo); si son impares, el ciclo equilibra (B, se frena solo). Tu ficha nombra los ciclos de tu modelo.

Paso 1.1. Entiende tu modelo (Bloque 0)

1. Abre Exxx-modelo.html. Arriba verás el estado: "faltan N fórmulas, falta agregar X, datos sin cargar".
2. Haz clic en cada nodo. A la derecha aparece qué es, su unidad, qué flechas le llegan y, si tiene ?, las pistas en tres niveles.
3. Lee los ciclos en el panel derecho. Sigue cada uno con el dedo en la pantalla.
4. Abre tu Exxx-ficha.html y lee "Tu sistema en pocas frases".

Terminado cuando puedes decir en voz alta qué mide cada caja y qué hace cada ciclo.

Paso 1.2. Dibújalo completo a mano (Bloque 2)

Usa papel, lápiz y un marcador grueso. Lo que entregas es una foto, así que dibuja grande.

1. Dibuja primero las cajas (stocks). Déjales espacio alrededor.
2. Dibuja los círculos y conéctalos con flechas como en la página.
3. Pon el signo + o − en cada flecha. Puedes copiar los de la página.
4. Agrega el nodo que falta. Tu ficha te dice su nombre, su unidad, qué flechas le llegan y a quién apunta. Ponle sus signos.
5. Marca cada ciclo con una letra grande: R o B. Cuenta los signos menos para decidir.
6. Escribe 5 frases debajo: qué se acumula, qué lo cambia, qué ciclo manda, de dónde salen los datos y qué parte del modelo es un supuesto.
7. Fotografía con buena luz, de frente. Guarda como modelo_mano_Exxx.jpg (o .png o .pdf).

Terminado cuando en la foto se leen todos los nombres, todos los signos, las letras R y B y las 5 frases.

Si te atascas: dibuja solo las cajas y las flechas azules (los flujos). Luego agrega los círculos uno por uno. Si la foto sale borrosa, repite con más luz; vale más una foto clara de un dibujo sencillo que una borrosa de uno perfecto.

Paso 1.3. Pásalo al HTML y hazlo correr (Bloque 3)

1. En Exxx-modelo.html, clic en cada nodo con ?. Escribe la fórmula y pulsa Guardar fórmula. Las flechas que llegan son la receta: si llegan cuatro flechas y la unidad es "personas por día", casi siempre se multiplican.
2. Pulsa Agregar convertidor. Escribe el nombre exacto del nodo que falta, su unidad y su fórmula. Después abre los nodos marcados PROVISIONAL y reemplaza el valor temporal por el nombre del nodo nuevo.
3. Pulsa Cargar datos (CSV) y elige mi_territorio_Exxx.csv (o datos_Exxx.csv, tiene el mismo contenido). La página toma las columnas que necesita. Debe decir "Todo en orden".
4. Pulsa Correr. Mira los chequeos: cada uno dice PASA o FALLA con tu valor. Si uno falla, revisa primero las fórmulas, luego los datos.
5. Simula: cambia un parámetro (por ejemplo, sube la tasa de contacto), corre otra vez y mira qué pasa con el pico. Vuelve a dejar el valor original. Anota lo que viste en insights_Exxx.txt.
6. Pulsa Exportar salidas CSV. Se descarga salidas_Exxx.csv.
7. Pulsa Descargar este HTML. Se descarga modelo_Exxx.html con tus fórmulas y tus datos adentro.

Terminado cuando el estado dice "Listo para correr", los chequeos pasan y tienes los dos archivos descargados.

Si te atascas: usa la pista de nivel 3 (el esqueleto con casillas). Si la página dice "nombre desconocido", escribiste mal un nombre: cópialo del nodo. Si dice "hay convertidores en círculo", una fórmula apunta a otra que apunta de vuelta: quita una referencia.

Pilar 2. Los datos (un tercio de la nota)

Paso 2.1. Ingesta el dataset a tu DuckDB local (Bloque 1)

DuckDB es la base de datos que usaste en clase. Corre en tu computador. Tu carpeta trae un script que hace la ingesta por ti.

Plan A: el script

1. Descomprime tu zip y entra a la carpeta Exxx.
2. Corre el archivo ingesta_Exxx.py. Cambia Exxx por tu código. - Windows: doble clic en ingesta_Exxx.py. Se abre una ventana negra. - Mac: abre la app Terminal. Escribe python3 y un espacio. Arrastra ingesta_Exxx.py a la ventana. Pulsa Enter.
3. Espera el mensaje LISTO (1 a 3 minutos). No instalas nada a mano: el script instala DuckDB si falta y abre tu tablero en el navegador.

¿En Windows no salió la ventana negra? Pulsa la tecla Windows, escribe cmd y Enter. Escribe py y un espacio. Arrastra ingesta_Exxx.py a la ventana. Pulsa Enter. Si py no sirve, prueba con python.

¿Nada funciona en 15 minutos? Usa el plan C: abre dashboard_plantilla.html con doble clic, pulsa Leer CSV y elige datos_Exxx.csv. Pierdes solo el paso de ingesta.

El script muestra 6 pasos: - [1/6] descarga covid_diario.csv (15 MB, dataset gt2j-8ykr de datos.gov.co, resumido por día, departamento, sexo y grupo de edad) y revisa su sha256. - [2/6] crea tu base local examen_Exxx.duckdb con la tabla covid_diario. Debe decir 252,677 filas, 6,388,216 casos, 143,125 fallecidos COVID -> coincide. - [3/6] crea la tabla limpia covid_limpio y la vista de tu territorio v_territorio_X. Ejemplo (E003, Valle del Cauca): 731 dias, 540,163 casos, 15,016 fallecidos, casos_7d promedio 738.8 -> 731 dias, coincide. - [4/6] exporta mi_territorio_Exxx.csv: 731 filas y 23 columnas (t, fecha y las variables). - [5/6] crea dashboard_Exxx.html desde la plantilla, con tus datos ya adentro. Es la conexión base de datos -> tablero. Nunca borra un dashboard_Exxx.html que ya exista. - [6/6] escribe sql_Exxx.txt, tu evidencia. 5. Al final lees: "LISTO. Siguiente paso: abre dashboard_Exxx.html y elige tus 5 variables." 6. Abre sql_Exxx.txt. El script lo escribe solo. Trae la fecha y hora, la versión de DuckDB, el sha256, los conteos, los números de tu vista, las primeras filas y el SQL usado.

Plan B: SQL a mano

Si el script no corre, abre duckdb_Exxx.sql con un editor de texto (Bloc de notas, TextEdit en modo texto, o Visual Studio Code). Tiene 7 bloques. Pega un bloque a la vez, y espera a que termine antes del siguiente. Úsalos en tu DuckDB local (consola duckdb o duckdb -ui) o en https://shell.duckdb.org/. El bloque 6 (COPY a CSV) solo funciona en tu DuckDB local. El bloque 7 es opcional y muestra las trampas del dataset. Ahora escribes sql_Exxx.txt tú, con las mismas 4 cosas: los dos conteos (filas y casos), el nombre de tu vista, los 3 números de la vista y la fecha y hora.

Plan C: solo el CSV

Usa datos_Exxx.csv de tu carpeta. Son los mismos datos. Pierdes solo el paso de ingesta (Paso 2.1).

Terminado cuando sql_Exxx.txt tiene los dos conteos del dataset completo y los 3 números de tu territorio. Con el plan A, también existen examen_Exxx.duckdb, mi_territorio_Exxx.csv y dashboard_Exxx.html.

Si te atascas: si dice que falta duckdb, instálalo y repite el comando. Si la descarga falla, revisa tu internet y repite. Si falla otra vez, pasa al plan B. Si nada funciona, sigue con el plan C. A las 20:00 deja de pelear con la instalación: el resto del examen no la necesita.

Paso 2.2. Analiza 5 variables en tu dashboard (Bloque 4)

Abre dashboard_Exxx.html con doble clic. El script lo creó en el paso anterior y ya trae los datos de tu base de datos. Si no corriste el script, abre dashboard_plantilla.html de tu carpeta, pulsa Leer CSV y carga mi_territorio_Exxx.csv (o datos_Exxx.csv).

1. Mira que el dashboard muestre las variables de tu territorio.
2. Opcional: pulsa Leer CSV y carga salidas_Exxx.csv del modelo. Así sumas variables simuladas y puedes comparar lo real con lo simulado.
3. En cada una de las 5 tarjetas elige una variable. Sugerencia: casos_7d, fallecidos_7d, casos_0_39_7d, rezago_rep_prom, activos_est. Si tu modelo tiene un stock interesante en las salidas, úsalo en la quinta.
4. La página calcula por ti: media (promedio), mediana (el valor del medio), moda (el valor o la barra más frecuente), desviación estándar (cuánto se alejan los días del promedio), coeficiente de variación (desviación entre media, sirve para comparar variables con unidades distintas) y dibuja el histograma.
5. Escribe tus propios números en "Tu cálculo". Puedes sacarlos de tu DuckDB o de tu calculadora. La página marca "coincide" o "revisa".
6. Lee cada histograma y escribe la lectura: ¿es simétrico o tiene cola? ¿Dónde están la mayoría de los días? Usa la etiqueta DATO para lo que mide y JUICIO para lo que interpretas.

Qué significa cada medida, en una frase:

Terminado cuando las 5 tarjetas tienen variable, números y lectura.

Paso 2.3. Entiende tu tablero: hechos, insights y conclusiones (Bloque 5)

Un hecho es un número que se lee directo del dato: "el pico de casos fue 6,137 por día, el día 674". Escribe tres.

Un insight es una conclusión que explica algo del sistema y que se apoya en un número. Necesitas dos:

• Uno de ciclo: usa la frase "Cuando X sube, Y sube (o baja), y eso hace que X ... : ciclo R (o B)". El número que lo prueba suele ser un pico, una fecha o un umbral de tu modelo.
• Uno de variable: un tramo donde el dato real y el modelo se separan, o donde la variabilidad cambia. El número suele ser una diferencia o un coeficiente de variación.

Para cada insight escribe su conclusión, con 3 partes: la problemática o situación que encontraste, qué hacer para mejorar el sistema y el empleado IA que lo haría posible (nombre y arquetipo). Esto se escribe en el dashboard y también en insights_Exxx.txt.

Los cuatro arquetipos: Vigía (vigila un umbral y avisa), Redactor (convierte números en una nota), Verificador (revisa la calidad de los datos), Explicador (responde preguntas sobre el ciclo).

Al terminar, pulsa Descargar este HTML en el dashboard: se guarda dashboard_Exxx.html con tus datos y textos adentro. Escribe también transferencia.txt: cinco frases donde aplicas tu patrón de modelo a un problema distinto, de comunicación, en tus palabras.

Si te atascas: mira los 3 hechos y los 2 insights con su conclusión del ejemplo E003 en el kit para ver la forma. Luego escribe los tuyos con tus números.

Pilar 3. Los empleados IA (un tercio de la nota)

Qué es un empleado IA

Es una solución de IA pequeña y concreta que hace una tarea repetitiva del sistema que analizaste. No es un chatbot genérico. Tiene nombre, un prompt que lo define, límites claros y una persona que lo supervisa. Un empleado IA sugiere; una persona decide.

Diseñas dos empleados digitales (IA), uno por problemática encontrada en tu análisis. Por cada uno entregas 3 cosas:

1. Prompt con especificaciones, rieles (rails) y arnés (harness).
2. Hoja de vida: tareas o funciones, habilidades, competencias y limitaciones.
3. Marco de gobierno de IA: riesgos, políticas, procesos con diagrama de flujo y protocolo de contención.

Paso 3.1. Construye el empleado IA 1 (Bloque 6)

Abre empleado_ia_plantilla.html del kit. A la izquierda hay un formulario; a la derecha se arma el documento solo. Pulsa Cargar ejemplo una vez para ver el Vigía de brecha del caso E003 completo; luego pulsa Vaciar todo y escribe el tuyo.

Llena en este orden:

1. Quién es: nombre, rol, arquetipo, el insight del que nace, el ciclo o variable del modelo en que se apoya, qué mejora del sistema.
2. Ficha de gobernanza: propósito, modelo (por ejemplo claude-haiku-5-5), proveedor, dónde corre y dónde viven los datos, nivel de riesgo, dueño humano (un rol, sin nombres), fecha de despliegue, retiro y qué hace en una frase.
3. Hoja de vida: sus tareas o funciones, 3 habilidades con su herramienta, 3 competencias, 3 limitaciones (qué no decide nunca), supervisor, 2 KPIs y la tabla de lunes a viernes con disparador, entrada, acción, salida y quién revisa. Incluye un día de espera ("no hay datos nuevos") y un día de incidente.
4. Prompt con rails: identidad, misión con el número y el ciclo, entradas, pasos, salidas, tres rails (G1, G2, G3; uno nace del ciclo), reglas de rechazo (R0 y R1 vienen fijas, tú escribes R2), entrega a humano, un ejemplo normal y uno de rechazo.
5. Harness: disparador, formato de entrada y salida, tres pruebas con su resultado esperado, registro, interruptor de apagado y costo máximo.
6. Palabras usadas: 4 términos que un lector nuevo necesita.
7. Riesgos: al menos 3, cada uno con su categoría del paper AIR 2024 (nivel 1, nivel 2, nivel 3), su nivel ALTO, MEDIO o BAJO, qué puede salir mal y cómo lo evitas. La tarjeta AIR 2024 del kit tiene la lista en español.
8. Políticas: una regla por riesgo, con hacer, no hacer y una línea para recordar.
9. Procesos: al menos 3. Escribe los pasos; una pregunta de sí o no se dibuja como rombo y tú dices qué pasa con el no. La página dibuja el diagrama de flujo.
10. Protocolo de contención: qué es SEV-1, SEV-2 y SEV-3 para tu empleado, y los 7 pasos: Parar, Contener, Deshacer, Buscar, Avisar, Arreglar, Aprender.

Pulsa Descargar este HTML: se guarda empleado_ia1_Exxx.html. Si quieres verlo como documento, pulsa Imprimir o guardar PDF.

Paso 3.2. Construye el empleado IA 2

Repite con la segunda problemática (insight). Pulsa Vaciar todo, cambia el número de empleado a 2 y llena lo mismo. Puede ser más corto en procesos, pero debe tener prompt con rails, harness, hoja de vida, al menos 3 riesgos, sus políticas, al menos 3 procesos y el protocolo. Descarga empleado_ia2_Exxx.html.

La bitácora de IA

Puedes usar Claude, Gemini o ChatGPT durante el examen. A cambio, escribe bitacora_ia.txt con máximo 5 entradas: qué pediste, en qué se equivocó la IA, qué cambiaste tú y a qué entregable afectó. Sin bitácora, la nota del Pilar 3 baja 10 %. Nunca pegues llaves de API ni contraseñas en ningún archivo.

Si te atascas: llena primero Quién es, Ficha, Hoja de vida y Prompt. Eso es lo que debe estar sí o sí. Riesgos, políticas, procesos y contención van después.

Entrega

1. Crea una carpeta con tu código, por ejemplo E042.
2. Pon adentro estos archivos, con estos nombres exactos:

3. Saca de la carpeta covid_diario.csv, examen_Exxx.duckdb y los CSV grandes (mi_territorio_Exxx.csv, datos_Exxx.csv): pesan mucho y el profesor ya los tiene. Luego clic derecho sobre la carpeta: en Windows "Enviar a, Carpeta comprimida"; en Mac "Comprimir".
4. Nombra el zip así: EXAMEN FINAL - Exxx - NOMBRE COMPLETO.zip.
5. Envíalo por correo a juan.nunez@unisabana.edu.co, respondiendo al correo que te trajo tu carpeta.

Tu plan de 24 horas

Pon una alarma al inicio de cada bloque. Cuando suene la siguiente, para, aunque no hayas terminado: guarda, pasa al bloque nuevo y vuelve al final si te sobra tiempo. Así se completa un examen de 24 horas.

Lineamientos

1. El examen es individual. Puedes usar IA; declaras cómo en la bitácora.
2. Solo necesitas Python en tu computador, como en clase. El script de ingesta instala DuckDB por sí solo. Todo lo demás pasa en el navegador. No tienes que programar: el script ya está escrito.
3. La foto del dibujo a mano es obligatoria antes del Pilar 2. Sin foto, el Pilar 2 no se califica.
4. Los nombres de archivo son fijos. Un archivo con otro nombre puede no calificarse.
5. Un zip incompleto, enviado a tiempo, se califica con lo que tiene. Un zip completo tarde, no.
6. Los datos son de salud pública y cuentan fallecidos. Si el tema te resulta difícil, no estás obligado a usar esa variable y puedes escribirle al profesor en privado.
7. Nunca pongas llaves de API, contraseñas ni datos personales en tus archivos.
8. Dudas durante el examen: en los horarios de consulta publicados, por el chat del aula.

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